LTE技術在鐵路的應用與可行性初步研究

李倩

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LTE技術在鐵路的應用與可行性初步研究

李倩

天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462

LTE技術在我國已經(jīng)運用得非常普遍了。LTE技術包括TD LTE技術和LTE FDD技術。首先簡單介紹了LTE技術發(fā)展的進程和我國鐵路無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀，然后主要闡述了LTE技術在鐵路應用的可行性策略。

LTE技術；鐵路通信系統(tǒng)；TD；LTE技術；LTE；FDD技術

1 LTE技術的發(fā)展進程

LTE技術指的是移動通信產(chǎn)業(yè)，它逐漸從3G系統(tǒng)不斷向前演進，已經(jīng)出現(xiàn)了4G，現(xiàn)在已經(jīng)在研究5G的運用了。LTE技術的飛速發(fā)展是我們每一個人都能親身感受到的。LTE技術包括TD-LTE技術和LTE-FDD技術。這兩項技術也可以說是它的核心部分。當然LTE技術的核心還有MIMO多輸入和多輸出技術、OFDM正交頻反復用，最大限度地提升寬帶利用率、Turbo編碼解碼減少了誤碼率等技術。LTE技術在人們口中也被稱為3.9?G，他具有100?Mbps數(shù)據(jù)下載速度的能力，在一定程度上加快了信息的傳遞。同時LTE技術也解決了人民群眾所關注的問題，比如LTE技術減少了瀏覽網(wǎng)頁所等待的時間，提升了數(shù)據(jù)的速率，加快了技術的運行。LTE技術改善了系統(tǒng)容量，提供了更多的運用空間。LTE技術也降低了運營成本，達到了成本效率的最大化[1]。

2 我國鐵路無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀

改革開放以來，隨著科技信息技術的飛速發(fā)展，我國的鐵路已經(jīng)在飛快發(fā)展。我國的信息技術產(chǎn)業(yè)在世界中崛起并快速發(fā)展。為了跟隨時代的發(fā)展，鐵路無線通信系統(tǒng)也在不斷向前發(fā)展中。鐵路無線通信系統(tǒng)主要是為了調(diào)節(jié)、控制以及管理鐵路的通行量，保持列車運行的暢通，協(xié)調(diào)列車的高效運轉(zhuǎn)，提高鐵路的列車運行效率，同時保證出站的人們和列車上人們的安全?，F(xiàn)在鐵路通信系統(tǒng)運用的是IP技術，功能非常多并且非常全，IP技術也已經(jīng)覆蓋了全國。鐵路無線通信系統(tǒng)建立了專業(yè)信息資料庫，拓展了網(wǎng)絡覆蓋范圍，實現(xiàn)鐵了路數(shù)字化信息管理[2]。

3 LTE技術在鐵路應用的可行性策略

3.1 LTE技術的創(chuàng)新

20世紀90年代初鐵路的通信系統(tǒng)采用的是GSM技術。隨著科技的不斷發(fā)展，火車的速度不斷提升，對鐵路通信方面的要求也逐漸提高。21世紀初，出現(xiàn)了LTE技術，因為之前使用的GSMR通信技術不能適應現(xiàn)階段的通信，GSMR在技術的發(fā)展以及創(chuàng)新方面沒辦法繼續(xù)提升，現(xiàn)在手機設備采用的都是移動的通信設備，下一代的通信技術主要采用LTE鐵路通信，但是這項技術還不是非常完善，在使用中還存在很大的局限性，所以在技術方面還需要不斷創(chuàng)新，積極解決我國現(xiàn)階段的鐵路通信系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。隨著科學的進步，LTE摒棄了之前的碼分多址技術，采用最新的正交頻分多址的技術。這在技術方面是一個巨大的改變。多天線的技術使得傳輸模式更加多樣化。

3.2 改善TD-LTE的不足

TD-LTE的技術手段雖然得到了提升，但仍然存在一些難題未能得到很好的解決，如TD-LTE對于移動的支持較差。科技發(fā)展非常迅速，現(xiàn)階段的高速鐵路的時速可以達到300?kM/h，這一速度還在不斷增長，對鐵路的通信要求也相對有所提升。人們根據(jù)TD-LTE的特點采用大頻率發(fā)射設備，可以減少對信號的影響；或者增加基站的個數(shù)，減少TD-LTE對于移動性的影響[3]。TD-LTE在信號的覆蓋能力方面效果不是很好。信號在傳輸時可以加大設備的發(fā)射功率，且信號向集中方向傳播時會增強信號的覆蓋能力；在信號傳播的過程中，采用遞進式的方法給信號增加動力可以加大覆蓋率。信號的傳播環(huán)境也非常重要。環(huán)境差會降低信號的傳播速率，使鐵路通信出現(xiàn)相應的延遲。在這種情況下，就需要集中傳輸信號，對信號強度進行實驗，根據(jù)實驗得出在多大的功率、環(huán)境情況以及基站等條件下得到的信號是最佳的，怎么樣才能使得信號在較短的時間內(nèi)傳輸?shù)搅硪环?。TD-LTE在技術方面還應該不斷完善，并進行大量的實驗，最終得到一個能夠完全適應鐵路通信的TD-LTE技術。

3.3 TD-LTE技術與LTE-FDD技術相融合

TD-LTE和LTE-FDD在通信技術方面都具有很多優(yōu)點，可以采用某種方式將兩種通信恰當?shù)厝诤显谝黄?，形成一種新型的適應鐵路通信的技術[4]。TD-LTE在使用方面非常靈活，可以很好地使用不對稱的業(yè)務，也能適應鐵路的上下行業(yè)務，在頻段上還可以使用非對稱頻段，不用再申請相應的頻段。信道也可以互易，即使在列車快速行駛的條件下仍然不會降低信號的性能。在TD-LTE的知識產(chǎn)權方面，我國占據(jù)著主導地位。LTE-FDD的信號傳輸能力和覆蓋能力都好于TD-LTE，將兩者的優(yōu)點互相結(jié)合，并進行組網(wǎng)研究，測試克服其中的缺點，使新型技術具備兩者的優(yōu)點，最終在信號傳輸上獲得突破。

4 結(jié)束語

我國經(jīng)濟一直在飛速發(fā)展，同時也帶動了鐵路的發(fā)展?，F(xiàn)在交通越來越便利，乘坐高鐵、火車的人數(shù)也在不斷遞增，工作人員為了保證乘客們旅途愉快，把LTE技術運用到鐵路上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。數(shù)字化系統(tǒng)的接入，便捷了信息的傳遞，也保證了列車的有序。對LTE技術進行創(chuàng)新，改善TD-LTE的不足，把TD-LTE技術與LTE-FDD技術融合運用到鐵路管理中，不僅優(yōu)化了整個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使列車運營更加順暢，而且進一步提升了通信服務的質(zhì)量。

[1]王海龍.LTE技術在鐵路應用的可行性初步研究[J].鐵路通信信號工程技術，2014，10（4）：1-5.

[2]王迎春，付文剛，楊居豐.基于LTE技術鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)研究及應用[J].鐵路通信信號工程技術，2016，52（7）：75-78.

[3]巢晉杰.基于鐵路專用寬帶移動通信系統(tǒng)（LET-R）完整統(tǒng)一的鐵路調(diào)度通信模式的特點分析[J].城市軌道交通研究，2014，17（7）：129-131.

[4]韓悌濤，余振國，李杰.TDLTE技術在多業(yè)務集群系統(tǒng)無線通信技術以及應用[J].鐵路通信信號工程技術，2016，52（5）：74-77.

Preliminary Study on Application and Feasibility of LTE Technology in Railway

Li Qian

Tianjin 712 communications and broadcasting Co., Ltd., Tianjin 300462

LTE technology has been widely used in China, LTE technology, including TD LTE technology and LTE FDD technology.This paper first introduces the development of LTE technology and the status quo of China’s railway wireless communication system, and then mainly elaborates the feasibility of LTE technology in railway application strategy.

LTE technology; railway communication system; TD LTE technology; LTE FDD technology

TN929.5

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李倩（1985—），女，漢族，天津人，本科學歷，職稱為工程師，研究方向為工程技術、通信及廣播電視。單位為天津七一二通信廣播股份有限公司 郵編為300462。